DE10357590B4

DE10357590B4 - Heißwasserventil

Info

Publication number: DE10357590B4
Application number: DE10357590A
Authority: DE
Inventors: Jan Dyhr; Hans Kurt Petersen; Behzrd Parastar
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2023-12-09
Also published as: DE10357590A1

Abstract

Heißwasserventil mit einem Gehäuse, einem Einlaß, einem Auslaß und einer Schließeinrichtung zwischen Einlaß und Auslaß, die einen Ventilsitz und ein mit dem Ventilsitz zusammenwirkendes Ventilelement aufweist, das in Strömungsrichtung vom Einlaß zum Auslaß vor dem Ventilsitz angeordnet ist, wobei der Ventilsitz eine Anlagefläche aufweist, die über eine vorbestimmte radiale Erstreckung parallel zu einer Dichtfläche am Ventilelement verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (10) aus einem ersten Metall und das Ventilelement (11) aus einem zweiten Metall gebildet ist und das Ventilelement (11) in einer mit dem Einlaß (7) in Verbindung stehenden Einlaßkammer (27) angeordnet ist, wobei der Einlaß einen Einlaßstutzen (24) aufweist und die Einlaßkammer (27) einen Strömungsquerschnitt aufweist, der mindestens fünfmal größer ist als ein Strömungsquerschnitt des Einlaßstutzens (24) in Strömungsrichtung (28).

Description

Die Erfindung betrifft ein Heißwasserventil mit einem Gehäuse, einem Einlaß, einem Auslaß und einer Schließeinrichtung zwischen Einlaß und Auslaß, die einen Ventilsitz und ein mit dem Ventilsitz zusammenwirkendes Ventilelement aufweist, das in Strömungsrichtung vom Einlaß zum Auslaß vor dem Ventilsitz angeordnet ist, wobei der Ventilsitz eine Anlagefläche aufweist, die über eine vorbestimmte radiale Erstreckung parallel zu einer Dichtfläche am Ventilelement verläuft.

Ein derartiges Ventil ist aus DE F12074 XII 47g-8.11c.19SE bekannt. Dort ist ein Auslaufventil für Flüssigkeiten gezeigt, das beim Durchlauf von Heißwasser ein Ablösen einer Druckkammer aus einem Ventilgehäuse vermeidet. Hierzu weist das Ventilgehäuse aus Kunststoff eine metallene Buchse auf, in die ein Zuleitungsrohr eingeschoben ist. Dieses bildet zusammen mit einem metallischen Verschlußstück die Druckkammer.

Ein weiteres Heißwasserventil ist aus EP 0 271 771 B1 bekannt. Derartige Ventile werden vielfach in Getränkeautomaten verwendet, die heiße Getränke bereitstellen, beispielsweise Kaffee oder heißes Wasser für Tee. Das Heißwasserventil dient dazu, die auszugebende heiße Flüssigkeit mit der richtigen Menge zu dosieren.

Bei Wassertemperaturen, die etwa 55°C übersteigen, fällt Kalk aus. In Abhängigkeit von der Kalkbelastung des Wassers, die vielfach auch als "Härte" bezeichnet wird, dauert es eine längere oder kürzere Zeit, bis die daraus resultierende Verkalkung soweit fortgeschritten ist, daß sich Funktionsprobleme ergeben. Beispielsweise können sich Leitungsquerschnitte verringern. Ein anderes Problem besteht darin, daß das Ventil selbst verkalkt, d.h. es bilden sich Kalkablagerungen zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement, die die Dichtigkeit des Ventils beeinträchtigen.

Man hat daher in EP 0 271 771 B1 vorgeschlagen, das Ventilelement mit einer Materialverdickung zu versehen, so daß beim Schließen des Ventils eine verstärkte elastische Verformung erfolgt, die zum Absprengen eines eventuell gebildeten Kalkansatzes in diesem Bereich führt.

US 4 826 132 beschreibt eine andere Ausgestaltung eines Heißwasserventils, bei dem der Ventilsitz durch eine relativ dünne Wand aus Polytetrafluorethylen (PTFE) gebildet ist, die in den Auslaß eingesetzt ist und aus dem Auslaß in Richtung auf das Ventilelement vorsteht. Das Ventilelement ist als Kegel ausgebildet, der sich vom Auslaß weg verjüngt. Das Ventilelement ist aus einem Kunststoff gebildet.

In DE 196 44 356 C2 ist ein Sitzventil mit eingegossenem Ventilsitz beschrieben, das für Wasser, Heißwasser und Dampf verwendet wird. Das Sitzventil weist ein im Gießverfahren hergestelltes Ventilgehäuse auf, in dem ein Sitzring als Ventilsitz stoffschlüssig eingegossen ist. Der Sitzring weist eine Härte auf, die deutlich größer ist als die Härte eines Ventilverschlußgliedes.

DE 38 42 565 A1 zeigt ein Absperrventil für Fluide, das sicherstellt, daß ein durch das Ventil strömendes Fluid nicht zu einer störenden Geräuschbildung führt. Das Absperrventil weist einen konisch ausgebildeten Ventilkopf auf, der mit einem Ventilsitz zusammenwirkt und bei Anlage an diesen eine Abdichtung bildet. Bei vorhandenen Kalkrückständen im Abdichtungsbereich kann der Ventilkopf gekippt werden, um ein Ausgleich und damit eine Abdichtung zu ermöglichen.

DE 296 24 335 U1 zeigt eine Ventilanordnung mit einem Ventil, das einen direkt betätigten Ventilkörper aufweist, wobei die Ventilanordnung für eine Hochdruckspritzpistole verwendbar ist. Dabei werden auf den Ventilkörper wirkende hydraulische Kräfte im Innern eines Ventilgehäuses ausgeglichen, wobei das Ventil mit einem schwenkbar gelagerten Handhebel manuell betätigbar ist. Beim Öffnen des Ventils durch Betätigen des Handhebels wird ein Ventilkegel von einem Ventilsitz abgehoben und so eine Verbindung zwischen Zuflußseite und Abflußseite hergestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Probleme mit Kalkablagerungen zu vermindern.

Diese Aufgabe wird bei einem Heißwasserventil der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Ventilsitz aus einem ersten Metall und das Ventilelement aus einem zweiten Metall gebildet ist und das Ventilelement in einer mit dem Einlaß in Verbindung stehenden Einlaßkammer angeordnet ist, wobei der Einlaß einen Einlaßstutzen aufweist und die Einlaßkammer einen Strömungsquerschnitt aufweist, der mindestens fünfmal größer ist als ein Strömungsquerschnitt des Einlaßstutzens in Strömungsrichtung.

Bei dieser Ausgestaltung verwendet man die auf das Ventilelement wirkenden Schließkräfte, um eine Kalkablagerung, die sich möglicherweise am Ventilsitz oder am Ventilelement bildet, zu beseitigen. Die Schließkräfte ergeben sich aus dem Zusammenwirken von zwei Merkmalen. Zum einen wird das Ventilelement vom Einlaß her angeströmt, so daß das zuströmende Wasser das Ventilelement in Richtung auf den Ventilsitz drückt. Zum anderen entsteht zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement, d.h. zwischen der Anlagefläche und der Dichtfläche, im geöffneten Zustand des Ventils ein relativ langer Spalt, der in Strömungsrichtung der Flüssigkeit über eine vorbestimmte Länge einen konstanten Querschnitt aufweist. Dieser Querschnitt ist klein und sorgt dafür, daß zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement eine relativ große Strömungsgeschwindigkeit herrscht. Dadurch entsteht ein relativ großer Druckabfall im Spalt zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz. Dieser Druckabfall erzeugt eine Kraft, die auf das Ventilelement in Richtung Ventilsitz wirkt. Diese Kraft wird umso größer, je stärker sich das Ventilelement dem Ventilsitz annähert, weil sich der Strömungsquerschnitt verringert und die Strömungsgeschwindigkeit und damit der Druckabfall vergrößert. Man kann nun beobachten, daß sich bei einem Schließvorgang das Ventilelement nicht mehr allmählich dem Ventilsitz annähert, sondern zumindest in einem letzten Abschnitt der Schließbewegung schlagartig auf den Ventilsitz auftrifft. Dies ist vergleichbar mit dem Schließen einer Tür, die einer Zugluft ausgesetzt ist. Eine derartige Tür "knallt" zu, was zu erheblichen Belastungen führt. Ähnliche Belastungen ergeben sich dann beim Auftreffen des Ventilelements auf den Ventilsitz. Durch diesen Schlag werden Kalkablagerungen, die sich möglicherweise gebildet haben, zerstört und vom Ventilsitz bzw. vom Ventilelement abgelöst. Da sowohl der Ventilsitz als auch das Ventilelement aus Metall gebildet sind, wobei die Metalle eine größere Härte als die Kalkablagerungen aufweisen, führt das schlagartige Auftreffen des Ventilelements auf den Ventilsitz zu einer Zerstörung der Kalkablagerung. Zudem vermutet man, daß sich bei dem schlagartigen Auftreffen des metallischen Ventilelements auf den metallischen Ventilsitz nicht sofort eine dichte Anlagefläche ergibt, sondern das Ventilelement nach dem Aufprallen auf den Ventilsitz noch einmal kurz zurückfedert. Dabei kann eine kleine Wassermenge noch durch den Spalt zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement fließen, die die durch den Schlag abgelöste Kalkablagerung entfernt. Das Ventilelement ist in einer mit dem Einlaß in Verbindung stehenden Einlaßkammer angeordnet, wobei der Einlaß einen Einlaßstutzen aufweist und die Einlaßkammer einen Strömungsquerschnitt aufweist, der mindestens fünfmal größer ist als ein Strömungsquerschnitt der Einlaßkammer in Strömungsrichtung. Dadurch entstehen erhebliche Unterschiede in der Strömungsgeschwindigkeit zwischen dem Einlaßstutzen und der Einlaßkammer. Durch diese unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten wird sich Kalk hauptsächlich im Einlaß stutzen ablagern, nicht jedoch in der Einlaßkammer. Dies hält Kalkablagerungen von dem Ventil, d.h, der Paarung aus Ventilelement und Ventilsitz, fern.

Vorzugsweise sind die Anlagefläche und die Dichtfläche als Abschnitt einer Konusmantelfläche ausgebildet. Eine derartige Konusmantelfläche hat zur Bewegungsrichtung des Ventilelements vorzugsweise eine Neigung im Bereich von 30° bis 60°, beispielsweise 45°. Dadurch wird beim Auftreffen des Ventilelements auf den Ventilsitz nicht nur eine reine Druckbelastung auf eine Kalkablagerung ausgeübt, sondern es ergibt sich auch eine gewisse Scherbelastung auf die Kalkablagerung, die die Entfernung der Kalkablagerung weiter verbessert. In einer alternativen Ausgestaltung kann der Konuswinkel auch 0° betragen, so daß die Anlagefläche und die Dichtfläche senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ventilelements gerichtet sind.

Bevorzugterweise weist das Ventilelement eine Hubhöhenbegrenzung auf. Man kann beispielsweise dafür sorgen, daß der Abstand zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz nicht mehr als 1 bis 2 mm beträgt. Ein derartiger Hub reicht aus, um die normalerweise geringen Mengen an heißer Flüssigkeit durchzulassen. Die Hubhöhenbegrenzung ergibt aber die oben geschilderten günstigen Strömungsgeschwindigkeiten, die zu dem schlagartigen Schließen des Ventils führt. Die Hubhöhe wird dabei vorzugsweise so begrenzt, daß die durch das Produkt aus Hubhöhe und Umfangslänge des Ventilsitzes definierte Durchströmfläche kleiner ist als der kleinste Strömungsquerschnitt auf der Zuflußseite. Damit wird nicht nur eine große Strömungsgeschwindigkeit mit entsprechend großen Druckabfall erzeugt. Man stellt auch sicher, daß die Flüssigkeitssteuerung ausschließlich über das Ventil erfolgt.

Bevorzugterweise liegt das Ventilelement in Strömungsrichtung dem Einlaß gegenüber. In diesem Fall trifft die durch den Einlaß zu strömende Flüssigkeit sozusagen "frontal" auf das Ventilelement. Diese Ausgestaltung erhöht die Schließkräfte weiter.

Vorzugsweise ist das erste Metall und das zweite Metall jeweils als rostfreier Stahl ausgebildet und das erste Metall und das zweite Metall weisen unterschiedlichen Härten auf. Damit bleibt der Reibungswiderstand zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement gering. Es ist aber immer dafür gesorgt, daß die Härte so groß ist, daß die Kalkablagerungen keine Deformationen im Ventilsitz oder im Ventilelement erzeugen. Rostfreier Stahl hat außerdem den Vorteil, daß er keine unerwünschten Einflüsse auf den Geschmack der Flüssigkeit ausübt.

Vorzugsweise ist der Einlaßstutzen in einem Einsatz ausgebildet, der lösbar mit dem Gehäuse verbunden ist. Wenn sich der Kalk hauptsächlich im Einlaßstutzen ablagert, führt dies natürlich zu der Gefahr, daß sich der Strömungsquerschnitt des Einlaßstutzens verringert. Wenn der Einlaßstutzen in einem lösbaren Einsatz angeordnet ist, dann kann man durch Austauschen des Einsat zes wieder für einen freien Strömungsquerschnitt durch den Einlaßstutzen sorgen. Der Einlaßstutzen kann dann an anderer Stelle sauber gemacht werden.

Vorzugsweise ist der Einsatz aus einem Kunststoff gebildet. Auch das Gehäuse kann aus einem Kunststoff gebildet sein. An einem Kunststoff ist die Gefahr geringer, daß sich Kalkablagerungen bilden.

Vorzugsweise hält der Einsatz ein Ventilsitzelement im Gehäuse fest. Wenn das Gehäuse aus Kunststoff gebildet ist und der Ventilsitz aus rostfreiem Stahl, d.h. Edelstahl, dann ist die Befestigung des den Ventilsitz tragenden Ventilsitzelements im Gehäuse durch den Einsatz eine einfache und zuverlässige Lösung.

Vorzugsweise ist das Ventilelement über ein Gelenk mit einer Ventilstange verbunden. Damit kann sich eine optimale Anlage zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz automatisch ergeben, weil sich das Ventilelement selbsttätig zum Ventilsitz ausrichtet. Eventuelle Ungenauigkeiten in der Ausrichtung können also ausgeglichen werden. Dementsprechend ergeben sich die gewünschten großen Drücke zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz, wenn das Ventil schlagartig schließt.

Auch ist von Vorteil, wenn eine Betätigungseinrichtung für das Ventilelement durch einen Balg von einer Auslaßkammer in Strömungsrichtung hinter dem Ventilsitz getrennt ist. Damit wird eine mechanische Barriere geschaffen, die kalkbelastete Flüssigkeit von der Betätigungseinrichtung fern hält. Der Balg wird sich bei der Betätigung des Ventilelements wiederholt verformen, so daß sich Kalkablagerungen, die sich an dem Balg bilden, dort nicht lange halten können.

Vorzugsweise umgibt der Ventilsitz eine Öffnung, deren Durchmesser sich in Strömungsrichtung hinter dem Ventilsitz vergrößert. Dies vermindert eine Kalkablagerung so, daß die Ventilfunktion, also das Zusammenwirken zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement, nicht beeinträchtigt wird. Eine Kalkablagerung wird zwar nicht verhindert. Die Kalkablagerung kann sich aber in Strömungsrichtung in einen Bereich hinter den Ventilsitz verlagern.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Öffnung einen Ausgangskonus aufweist. Die Öffnung erweitert sich also konisch, was zu einer entsprechenden Herabsetzung der Geschwindigkeit der Flüssigkeit führt.

Vorzugsweise ist das Ventilelement lösbar an einem Ventilstößel befestigt. Kalkablagerungen werden sich auch mit der dargestellten Ausführung nicht vollkommen vermeiden lassen. Für den Fall, daß ein Austausch des Ventilelements erforderlich ist, muß nicht das gesamte Ventil demontiert werden. Das Ventilelement ist lösbar am Ventilstößel befestigt, so daß man durch den Zufluß hindurchgreifen und das Ventilelement entfernen und durch ein anderes ersetzen kann.

Hierbei ist bevorzugt, daß das Ventilelement eine Drehmomentangriffsfläche aufweist und über eine Schraub- oder Bajonettverbindung, deren Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Ventilsitzes ist, mit dem Ventilstößel verbunden ist. Man kann also durch Drehen des Ventilelements dieses, gegebenenfalls auch in Verbindung mit der Ventilstange, von dem Ventilstößel drehen und komplett durch den Ventilsitz hindurch herausnehmen. Ein neues oder gereinigtes Ventilelement kann dann zusammen mit dem Teil, der die Gewindeverbindung oder die Bajonett-Geometrie aufweist, durch den Ventilsitz wieder in das Innere des Ventils eingeführt werden, um mit dem Ventilstößel verbunden zu werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
1 einen schematischen Längsschnitt durch ein Heißwasserventil und
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1.
Ein Heißwasserventil 1 weist ein Gehäuse 2 aus Kunststoff auf. Das Gehäuse ist mehrteilig ausgebildet und weist u.a. ein Betätigungsteil 3 und ein Funktionsteil 4 auf. Der Betätigungsteil 3 und der Funktionsteil 4 liegen unter Zwischenlage einer Dichtung 5 aneinander an. Sie können mit nur schematisch dargestellten Schrauben 6 miteinander verbunden sein.
Im Funktionsteil 4 des Gehäuses 2 sind ein Einlaß 7 und ein Auslaß 8 angeordnet. Dazwischen befindet sich eine Schließeinrichtung 9, die in 2 vergrößert dargestellte ist. Die Schließeinrichtung 9 weist einen Ventilsitz 10 auf, mit dem ein Ventilelement 11 zusammenwirkt. Der Ventilsitz 10 weist eine Anlagefläche auf, die durch einen Teil einer Mantelfläche eines Konus gebildet ist. Das Ventilelement weist eine entsprechende Dichtfläche auf, die durch einen Abschnitt der Mantelfläche des gleichen Konus gebildet ist. Der Konus hat vorzugsweise einen Konuswinkel von etwa 45°. Er kann aber auch größer oder kleiner sein, beispielsweise im Bereich von 30° bis 60° liegen. Bei einer Schließbewegung des Ventilelements 11 ergibt sich dann sowohl eine Druckbelastung als auch eine Scherbelastung einer Kalkablagerung. Alternativ dazu können auch Anlagenfläche und Dichtfläche senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ventilelements liegen. In diesem Fall beträgt der Konuswinkel 0° und es erfolgt beim Schließen ausschließlich eine Druckbeaufschlagung einer Kalkablagerung.
Der Ventilsitz 10 ist an einem Ventilsitzelement 12 aus rostfreiem Stahl oder Edelstahl ausgebildet. Das Ventilsitzelement 12 ist in das Funktionsteil 4 eingesetzt und liegt an einer Stufe 13 an.
Das Ventilelement 11 ist auf der einlaßseitigen Seite des Ventilsitzes 10 angeordnet. Zum Öffnen muß das Ventilelement 11 in Richtung auf den Einlaß 7 vom Ventilsitz 10 abheben. In Strömungsrichtung hinter dem Ventilsitz 10 erweitert sich die vom Ventilsitz 10 umgebene Öffnung 31 konisch. Dies hat zur Folge, daß eine Kalkablagerung so weit vermindert wird, daß sie die Ventilfunktion nicht negativ beeinflußt. Eine Kalkablagerung verlagert sich in Strömungsrichtung nach hinten.
Zur Betätigung des Ventilelements 11 ist eine Ventilstange 14 vorgesehen, die über ein nur schematisch dargestelltes Gelenk 15 mit dem Ventilelement 11 verbunden ist.
Das Ventilelement 11 ist ebenfalls aus rostfreiem Stahl oder Edelstahl gebildet. Die Materialien von Ventilsitz 10 und Ventilelement 11 weisen aber unterschiedliche Härten auf, damit der Reibungswiderstand zwischen dem Ventilsitz 10 und dem Ventilelement 11 gering bleibt. Die Härte vom Ventilsitz 10 und Ventilelement 11 ist aber immer so groß, daß Kalkablagerungen keine Deformationen im Ventilsitz 10 oder im Ventilelement 11 erzeugen können.
Die Ventilstange 14 wird über einen Stößel 16 betätigt, der von einer Schließfeder 17 so beaufschlagt ist, daß das Ventilelement 10 am Ventilsitz 11 anliegt. Am Ventilstößel 16 greift eine Membran 18 an, die durch Druck in einem Druckraum 19 beaufschlagt werden kann. Der Druckraum 19 wird durch einen Steuereingang 20 gesteuert mit Druck versorgt, um die Schließeinrichtung 9 zu öffnen.
Das Ventilelement 11 weist eine Drehmomentangriffsfläche 32 auf, an der man mit einem entsprechenden Werkzeug angreifen kann, um das Ventilelement 11 gemeinsam mit der Ventilstange 14 zu drehen. Die Ventilstange 14 ist über ein Schraubgewinde 33 mit dem Ventilstößel 16 verbunden. Durch die Drehbewegung kann die Ventilstange 14 vom Ventilstößel 16 gelöst werden, um das Ventilelement 11 auszutauschen. Das Schraubgewinde 33 der Ventilstange 14 ist in einem Abschnitt 34 der Ventilstange 14 angeordnet. Der Außendurchmesser dieses Abschnitts 34 ist aber noch so klein, daß der Abschnitt 34 durch den Ventilsitz 11 hindurch paßt. Anstelle einer Schraubverbindung zwischen Ventilstange 14 und Ventilstößel 16 kann auch eine Bajonettverbindung vorgesehen sein.
Der Ventilstößel 16 ist mit einer Ringscheibe 21 versehen, an der sich die Schließfeder 17 abstützt. Die Ringscheibe 21 weist einen umlaufenden Vorsprung 22 auf, der nach einer kurzen Bewegung an eine Anlagefläche 23 des Betätigungsteils 3 zur Anlage kommt und somit eine Hubhöhenbegrenzung für das Ventilelement 11 bildet.
Der Einlaß 7 weist einen Einlaßstutzen 24 auf, der an einem Einsatz 25 ausgebildet ist. Der Einsatz 25 ist aus Kunststoff gebildet. Der Einsatz 25 ist in das Funktionsteil 4 des Gehäuses 2 eingeschraubt. Hierzu ist eine Gewindepaarung 26 vorgesehen. Der Einsatz 25 hält das Ventilsitzelement 12 im Gehäuse 2 fest.
Der Einsatz 25 begrenzt eine Einlaßkammer 27, deren Querschnitt in Strömungsrichtung 28 vom Einlaß 7 zum Auslaß 8 wesentlich größer als der Strömungsquerschnitt des Einlaßstutzens 4 ist. Der Strömungsquerschnitt der Einlaßkammer 27 ist mindestens fünfmal größer als der Strömungsquerschnitt des Einlaßstutzens 24. Im vorliegenden Fall ist die Querschnittsfläche der Einlaßkammer 27 etwa achtmal größer als die Querschnittsfläche des Einlaßstutzens 24. Dadurch ergibt sich im Einlaßstutzen 24 eine wesentlich größere Strömungsgeschwindigkeit als in der Einlaßkammer 27. Wenn sich Kalkablagerungen er geben, dann werden die sich hauptsächlich im Einlaßstutzen 24 niederschlagen. Kalkablagerungen werden also zumindest weitgehend von der Schließeinrichtung 9 fern gehalten. Wenn man feststellt, daß sich der Strömungsquerschnitt des Einlaßstutzens 24 zu weitgehend vermindert hat, dann kann der Einsatz 25 einfach ausgewechselt werden.
Wasser (oder eine andere Flüssigkeit), die durch den Einlaß 7 zufließt, trifft frontal auf das Ventilelement 11 und drückt es gegen den Ventilsitz 10. Wenn das Ventilelement 11 vom Ventilsitz 10 abgehoben hat und die Schließeinrichtung 9 nach Durchfluß der gewünschten Flüssigkeitsmenge wieder schließen soll, dann wirken nicht nur die Kräfte der Schließfeder 17 auf das Ventilelement 11, sondern auch Druckkräfte. Aufgrund der Hubhöhenbegrenzung durch den Vorsprung 22 und die Anlagefläche 23 kann der Abstand zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz 10 nicht zu groß werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt er maximal etwa 1 mm. Das Produkt aus Hubhöhe und Umfangslänge des Ventilsitzes 10 definiert einen Strömungsquerschnitt, der kleiner ist als der kleinste Strömungsquerschnitt auf der Zuflußseite, also der Strömungsquerschnitt des Einlaßstutzens 24. Da die Flächen von Ventilsitz 10 und Ventilelement im geöffneten Zustand über eine vorbestimmte Erstreckung von etwa 1 mm parallel verlaufen, ergibt sich in dem Spalt zwischen dem Ventilsitz 10 und dem Ventilelement 11 eine relativ große Strömungsgeschwindigkeit mit einem entsprechenden Druckabfall. Wenn sich das Ventilelement 11 an dem Ventilsitz 10 annähert, dann vermindert sich der zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt. Die Strömungsgeschwindigkeit und damit der Druckabfall steigen progressiv. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Ventilelements 11 steigt entsprechend. Der sich vergrößernde Druckabfall führt dazu, daß beim Schließvorgang das Ventilelement schlagartig auf dem Ventilsitz 10 auftrifft. Sollten sich Kalkablagerungen gebildet haben, dann werden sie durch diesen Schlag zwischen den beiden Metallelementen (Ventilsitz 10 und Ventilelement 11) zerstört. Möglicherweise ergibt sich nach einem derartig schlagartigen Auftreffen des Ventilelements 11 auf den Ventilsitz 10 noch eine kleine Prallbewegung, durch die kurzzeitig ein kleiner Durchfluß von Flüssigkeit erlaubt wird. Diese Flüssigkeit nimmt dann die beim Aufprallen zerstörten Kalkablagerungen mit.
Aufgrund der konusartigen Ausbildung der Berührungsfläche zwischen Ventilsitz 10 und Ventilelement 11 ergibt sich beim Schließen nicht nur eine reine Normalbelastung auf die Kalkablagerungen, sondern auch eine Scherbelastung, die zu einer weiteren Ablösung von Kalkablagerungen beitragen können.
In der Auslaßkammer 29 ist ein Balg 30 angeordnet, der den Ventilstößel 16 umgibt und damit das Betätigungsteil 3 gegen durchfließende Flüssigkeit abdichtet.

Claims

Heißwasserventil mit einem Gehäuse, einem Einlaß, einem Auslaß und einer Schließeinrichtung zwischen Einlaß und Auslaß, die einen Ventilsitz und ein mit dem Ventilsitz zusammenwirkendes Ventilelement aufweist, das in Strömungsrichtung vom Einlaß zum Auslaß vor dem Ventilsitz angeordnet ist, wobei der Ventilsitz eine Anlagefläche aufweist, die über eine vorbestimmte radiale Erstreckung parallel zu einer Dichtfläche am Ventilelement verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (10) aus einem ersten Metall und das Ventilelement (11) aus einem zweiten Metall gebildet ist und das Ventilelement (11) in einer mit dem Einlaß (7) in Verbindung stehenden Einlaßkammer (27) angeordnet ist, wobei der Einlaß einen Einlaßstutzen (24) aufweist und die Einlaßkammer (27) einen Strömungsquerschnitt aufweist, der mindestens fünfmal größer ist als ein Strömungsquerschnitt des Einlaßstutzens (24) in Strömungsrichtung (28).
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche und die Dichtfläche als Abschnitt einer Konusmantelfläche ausgebildet sind.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (11) eine Hubhöhenbegrenzung (22, 23) aufweist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (11) in Strömungsrichtung dem Einlaß (7) gegenüberliegt.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Metall und das zweite Metall jeweils als rostfreier Stahl ausgebildet ist und das erste Metall und das zweite Metall unterschiedlichen Härten aufweisen.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßstutzen (24) in einem Einsatz (25) ausgebildet ist, der lösbar mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.
Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (25) aus einem Kunststoff gebildet ist.
Ventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (25) ein Ventilsitzelement (12) im Gehäuse (2) festhält.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (11) über ein Gelenk (15) mit einer Ventilstange (14) verbunden ist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungseinrichtung (18) für das Ventilelement (11) durch einen Balg (30) von einer Auslaßkammer (29) in Strömungsrichtung (28) hinter dem Ventilsitz (10) getrennt ist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (10) eine Öffnung (31) umgibt, deren Durchmesser sich in Strömungsrichtung hinter dem Ventilsitz vergrößert.
Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (31) einen Ausgangskonus aufweist.
Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (11) lösbar an einem Ventilstößel (16) befestigt ist.
Ventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (10) eine Drehmomentangriffsfläche (32) aufweist und über eine Schraub- oder Bajonettverbindung (33), deren Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Ventilsitzes (10) ist, mit dem Ventilstößel (16) verbunden ist.